异构系统集成技术研究与应用

本栏目责任编辑：闻翔军　数据库及信息管理　

基于ＸＭＬ的异构数据库集成技术的研究　

孙海军．高岩　

（天津商业大学信息工程学院，天津３００１３４）　

摘要：为实现异构数据库间信息的共享和集成，对数据集成的原理以及主要技术进行了研究。重点分析了ＸＭＬ与关系数据库之间　

的映射，提出了一种以ＸＭＬ作为中间件的异构数据库集成方案，并对其中的主要环节给出了具体实现。该方案实现了异构数据库的透　

明访问和联合查询，为企业信息系统集成提供了一种技术方法。　．　

关键词：ＸＭＬ；异构数据库：数据集成：中间件　’　

中图法分类号：ＴＰ３１　１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９～３０４４（２００７）０９—２０５９５一Ｏ２　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ　Ｄａｔａｂａｓｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＸＭＬ　

’　ＳＵＮ　Ｈａｉ－ｊｕｎ，ＧＡＯ　Ｙａｎ　

（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｃｏｍｍｅｒｃｅ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００１３４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ　ｄａｔａｂａｓｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ　ｆｏｒ　ｓｈａｒｅ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｆｆ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｉｔ　

ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｍａｐｐｉｎｇ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ＲＤＢＳ　ａｎｄ　ＸＭＬ，ｔｈｅｎ　ｐｒｏｐｏｓｅｓ　ａ　ｎｅｗ　ｓｃｈｅｍａ　ｏｆ　ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ　ｄａｔａｂａｓｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＸＭＬ　ａｎｄ　ｐｒｅ－　

ｓｅｎｔｓ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｍａｉｎ　ｐａｒｔｓ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌｓ．Ｉｔ　ａｃｈｉｅｖｅｓ　ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ　ａｃｃｅｓｓ　ａｎｄ　ｕｎｉｆｉｅｄ　ｑｕｅｒｙ．ａｎｄ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ　ｏｎｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　

科技信息　计算机与网络　

异构数据源集成关键技术研夯　

武警指挥学院训练部指挥演练模拟中心　郭超　

［摘要］针对同一单位不同部ｔ＇３￣－－间的数据重复建设问题以及具体应用领域数据源所具有的分布、异构和动态等特性，本文提出　

一种基于元数据的异构数据源集成方案，对获取元数据、建立集成模式、构建模式映射以及生成查询语句等关键点进行了具体分　

析，初步实现了对异构数据源的集成查询。　［关键词］数据集成　元数据　异构数据源　模式映射　

１．引言　

随着信息技术的不断发展，基于ＷＥＢ的网络化办公逐渐成为各级　

单位主要的工作方式。为了完成特定的任务，单位所属的每个部门都建　

立了相关的ＷＥＢ应用系统。在网络办公系统建设的初期，由于不同部　

门之间的职能具有较大的区别，因此在建立网上办公系统时各部门都　

是基于自身的需求出发进行设计与开发，彼此之间相对独立，联系并不　

紧密，而且使用的数据库是在不同技术与科研条件下建立的，从而形成　

了语法、语义、模式等方面的异构【ｌ＿。投入使用后，这些独立的系统能够　

很好地完成特定应用范围内的操作，但是局限性同样十分明显。由于具　体业务部门是单位整体的不同分支，相互之间业务往来十分频繁，要完　

成相关的业务流程就必须访问多个特定的系统，即使是简单的查询操　

作也是如此，给用户的使用带来了极大的不便。同时，在构建网络系统　时，各部门都要使用到的一些基本信息被重复建设，随着数据的不断变　

化，这些信息的真实性、完整性和时效性在不同的系统中难以得到保　

证。以学校为例，教员的基本个人信息保存在人事部门，而教务部门保　

存了教员的课程相关信息，财务部门保存了教员的工资和福利信息，后　

勤部门保存了教员的住房信息等。如果人员信息在各个系统中重复进　

行建设而不是统一管理，既浪费了有限的资源，在实际使用的过程中还　可能会出现难以预料的问题。因此，需要借助某种方法或手段，对不同　

ＷＥＢ系统中的数据进行整合，减少错误的发生，提高使用效率。　

第５期　２００８年１０月　｜ｆｒ碣雹；钶譬研宪　复髻幸＆　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ＣＡＥＩＴ　Ｖ０１．３　Ｎｏ．５　０ｃｔ．２００８　基于ＣＯＲＢＡ的备份与重构技术在系统　集成中的研究与应用　陈　琪，梁白鸥，李　涛　（中国电子科技集团公司第ｌ０研究所，成都６１００３６）　摘　要：采用ＣＯＲＢＡ技术和组播技术，以及基于部分重启的分配算法很好地解决了分布式系统的　自动备份与重构问题。该解决方案能很好地应用于大型分布式系统的系统集成中，提高了系统的　可靠性。　关键词：系统集成；重构；备份；　中图分类号：ＴＰ３９１．９　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３—５６９２（２００８）０５—５４７—０４　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｍｏｖｅ　ｉｎ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｇａｍｅ　ＣＨＥＮ　Ｑｉ，ＬＩＡＮＧ　Ｂａｉ—ｏｎ，ＬＩ—ｔａｏ　（Ｔｈｅ　ｌＯｔｈ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　ＣＥＴＣ，Ｃｈｅｎｇｄｕ　６１００３６，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｆｌａｋｅ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＣＯＲＢＡ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍｕｌｔｉｃａｓｔ　ｕｄｐ，ｄｅｓｉｇｎ　ａｎ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｔｏ　ｄｅｐｌｏｙ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｍｏｄｕｌｅｓ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｆａｉｌｕｒｅ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｃａｎ　ａｐｐｌｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅ　ｓｙｓｔｅｍ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＲＥＦＡＣＴＯＲ；ＢＡＣＫＵＰ；ＣＯＲＢＡ　０　引　言　当前的大型电子信息系统，通常采用分布式计　算的方式来处理大量业务数据，这就常常要求引入对　主机系统的群集，使得业务分离在各个服务器上，它　使得每种服务器程序变得简单，使得网络流量得到分　离，加快业务处理的速度，也可以降低出错率，即便出　错也不至于影响到整个系统的运行。为提高系统的　可靠性，需要引入一种自动备份和重构的机制，来保　证在故障发生的情况下，整个系统依然能正常运行。　所谓重构就是通过故障检测机制，对故障部件　进行迅速的隔离，并充分利用系统的功能冗余，使系　统能用剩下的部件继续工作。ＣＯＲＢＡ是当前一个　成熟的中间件技术规范，它支持异构环境下的互操　作性，使得客户在调用远程分布式对象的操作时，不　用关心对方的位置，采用的操作系统，编程语言，通　收稿日期：２００８－０３—１９　修订日期：２００８－０７—２１　信协议等细节问题，这样就大大提高了分布式应用　系统的灵活性和扩展性及容错和可重用性。基于上　述的优点，本文提出了一种分离式业务系统的自动　备份和重构策略，它是基于ＣＯＲＢＡ系统之上的。　能很好的解决大规模的网络系统的容错问题。　１　系统模型　假设系统中存在两类计算机，第一种为主控计　算机，记为Ｍａｓｔｅｒ；第二种计算机称为从控计算机，　记为Ｓｌａｖｅ　（ｉ　ｔ＞０）。整个系统中有且只有一台Ｍａｓｔｅｒ，　且每台计算机都有一个惟一ＩＤ＝ｉ（ｉ≥１），Ｍａｓｔｅｒ负　责管理多个Ｓｌａｖｅ和系统的重构，系统中只有一个　命名服务，由当前的Ｍａｓｔｅｒ负责开启和关闭。　每台计算机有三个状态分别为：扫描状态，健　康状态和故障状态，记为Ｓｔａｔｕｓ＝｛ＳＣＡＮＮＩＮＧ，　ＨＥＡＬＴＨ，ＥＲＲＯＲ｝，系统中所有计算机的数目记为ｎ。

异构系统的研究与应用

一、异构系统基础

异构系统是由多种不同类型的计算机系统、芯片和设备组成的系统，其特点是多样性、异构性和互连性。在异构系统中，各种不同类型的计算机硬件和软件可以共同工作，以实现更高性能、更高效的计算。

因为异构系统具有多样性，因此可以选择最适合特定任务的设备和工具。对于复杂的计算和数据处理任务，如大规模机器学习算法、图形处理和高性能计算等，异构计算可以提高计算性能和效率，提高系统的可靠性和可扩展性。

二、异构系统设计

在异构系统中，设计需要考虑如何将不同类型的硬件和软件集成在一起，以充分发挥各种资源的优势，同时还需要考虑如何协调和管理各种不同类型的系统组件。

1.架构选择

在异构系统设计中，首先要选择最适合特定任务的架构。通常有两种架构选择：对称多处理（SMP）和非对称多处理（ASMP）。

SMP是一种用于在相互连接的处理器上并行地执行多任务的技术，每个处理器都有相同的功能和自己的内存集。 在SMP架构中，多个处理器被连接到同一内存下，各内存单元都在协同作用的计算机上共享总线和其他组件。这种架构选择的好处是可以实现故障容错性，增加处理器的数量也只需要增加CPU和内存的数量。

ASMP通常是异构处理的结果。 在ASMP中，系统包含多个处理器，但处理器之间的功能和能力不同。 不同的处理器可以用于不同类型的任务，从而实现对于不同类型任务的最优效率。这种架构的优缺点在于，如果不同型号的处理器跑同样的任务（性能类同），那么内存带宽或 I/O 瓶颈会成为 ASMP 最大的性能限制因素。

2.系统连接

异构系统中各个硬件中的连接以及与软件的连接也需要考虑。例如，CPU和GPU之间的连接，GPU与GPU之间的通信方法，以及如何管理内存和驱动等等。一些I/O和网络方面的决策也需要考虑以便保证协同处理的数据传输高效率。

3.软件支持

对于异构系统软件设计支持，开发人员可以选择编写并行算法或使用异构计算库来支持异构计算。许多高性能计算和深度学习库，如CUDA，OpenCL和OpenMPI，都提供了异构系统支持。